摘 要：针对生活垃圾焚烧发电厂锅炉风机异常振动，采用测振仪及频谱仪对设备关键部位进行状态监测并分析，找出振动异常的原因并处理，保证锅炉风机的稳定安全运行。
关键词：振动 频率 频谱分析 振动烈度 动平衡
1.设备概况
某生活垃圾焚烧发电厂日处理垃圾量600吨，配1台机械式焚烧炉排及额定蒸发量为52t/h的中温中压余热锅炉，工质自然循环，四烟道行程，卧式布置结构，燃烧室四周敷设膜式水冷壁，水平烟道布置蒸发管、过热器与省煤器，空预器炉外布置，自平衡通风方式。锅炉引风机型号Y62－4No21D，配套电机功率630KW（10KV电压等级），变频调节，风机对轮侧轴承为6232，属深沟球轴承，轴承滚子数12个，叶轮侧轴承为6238，轴承滚子数14个，风机转速960r/min，对轮采用弹性柱销联轴器。焚烧炉一次风机型号G62－3No17D，风机配套电机功率400KW（400V电压等级），变频调节，风机轴承型号为22324C，属双列向心滚子轴承，轴承滚子数单列14个，双列共28个，风机转速为1450r/min，对轮采用刚性联轴器。
2.采样数据
锅炉引风机、一次风机从2018年9月份进入试生产以来，轴承振动一直偏大，为保证当地生活垃圾得到及时有效处理，机组被迫维持运行，同时采用VM－63a便携式测振仪对锅炉风机进行连续跟踪监测（数据见表2-1），采用VM－2004频谱分析仪对锅炉轴承冲击载荷及破坏烈度进行测量（数据见表2-2）。
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对采集的数据进行分析：
1)锅炉引风机、一次风机水平径向振动大，而垂直径向及轴向振动值正常，没有超标，水平径向振动异常反映为风机转子叶轮动不平衡，振动总值为动不平衡量。
2)从锅炉风机的烈度值来看，根据ISO10816标准，参照锅炉风机额定功率及额定转速，引风机的烈度值最大没有超过2.8mm/s，属于可接受的烈度标准，机器运转状况没有问题，可以继续运行。而一次风机的烈度最大已接近7.1mm/s，属于不能接受的标准，可能对机器造成设备损坏，应立即进行维修。
3)从锅炉风机的冲击载荷分析，参照锅炉风机的的额定转速及轴承规格型号，引风机冲击能量值低，轴承运行状况良好，而一次风机冲击能量值最高已达到72.9m/s2，已远远高于轴承对应的标准值40m/s2，判别轴承有损坏迹象，可能出现早期故障，应予修理或更换。
4)计算一次风机轴承故障特征频率，由特征频率简化公式（内环滚动、外环静止）：
轴承内圈频率BPFI＝0.6R/60=14.5HZ
轴承外圈频率BPFO=0.4NR/60=270.6KHZ
轴承保持架频率FTF=0.4R/60=9.6HZ
式中：
N－滚子数；
R－转速RPM；
根据频谱图（采样频率为10KHZ）判断轴承具体故障位置。
3.频谱图分析
对引风机水平径向采用VM－2004频谱仪测量，仪器最高分析频率低转速200Hz，高转速400Hz，具备波形、频谱、振动速度或加速度显示，测量结果见图1所示。
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图1：引风机水平径向频谱图
诊断：从引风机轴承振动频谱图可以看出振动最大值发生在1倍频处（基频），1×RPM有稳定的高峰，而其它倍频振幅值较小，有边频带；同时垂直及轴向振动比水平向小得多，改变转速时，频幅值随转速增大而增大。而造成径向振动基频幅值大的可能故障原因有：轴不对中、轴弯曲、机械松动及机械共振，如频谱图中1×RPM、2×RPM、3×RPM倍频等分量大，而且垂直方向的振动明显大于水平方向振动，则判断为基础松动；如轴向振动大，并且径向和轴向的分量较大，则判断为轴不对正；如稍微改变转速，基频幅值变化很大，则判断为机械共振，综合上述影响因素，判断引风机轴承异常振动主要原因为叶轮动不平衡，引起转子动不平衡的原因主要为转子磨损、叶轮积灰或叶轮裂纹等造成不平衡。
对一次风机水平径向采用的测量仪器最高分析频率低转速200Hz，高转速1000Hz，具有频谱、波形、加速度显示，测量结果如图2所示。
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图2：一次风机水平径向频谱图
诊断：一次风机振动频谱图可以看出最大值发生在1×RPM处， 1×RPM有稳定的高峰，而其它倍频振幅很小。但一次风机轴承加速包络值偏大，通过计算轴承故障特征频率，在频谱图上能看出在271KHZ有较大峰值。因此，判断一次风机轴承振动异常主要原因为叶轮动不平衡，同时轴承外圈可能出现滚道剥落或有杂物嵌入，有早期故障，它对转子不平衡量有一个放大的作用。
4.故障处理
由于锅炉一次风机振动烈度大，且轴承有故障显现，因此在垃圾库储存压力缓减后于2019年4月份对一次风机进行检修，更换风机振动大的轴承，检查轴承外圈确实存在金属剥落与局部麻点现象。同时采用SB8800动平衡仪对风机叶轮进行动平衡试验，在叶轮上（平行轮盘靠近出口位置）增加365克的配重后试转，风机轴承振动正常（见表4-1）。
锅炉引风机由于振动烈度相对较小，轴承评估良好，因此在2019年6月份利用机组定向检修机会对引风机叶轮进行动平衡试验，在叶轮上增加910克的配重后试转，风机轴承振动趋于正常（见表4-1）。
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5.结论
通过振动分析仪对锅炉风机轴承异常振动进行采样数据、频谱图样分析，诊断出风机轴承异常振动的原因，判断风机的振动烈度，对风机加强预测维修，提前发现设备早期缺陷，以减少设备故障停机时间，延长风机的使用寿命，保证锅炉风机的稳定安全运行。
参考文献：
[1] 王保华、袁宏义、赵珏，设备故障的振动识别方法实例与诊断标准，北京：冶金工业出版社